《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》模板及要求

1、網(wǎng)絡(luò)教育學院鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計題目：廠房單向板設(shè)計學習中心:1 基本情況本設(shè)計XXXXXXXXX，進行設(shè)計計算。廠房采用鋼筋混凝土 內(nèi)框架承重，外墻為370mm磚砌承重。采用單向板肋梁樓蓋。樓面做法：20mm厚水泥砂漿面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板,15mm厚石灰砂漿抹灰。荷載：永久荷載，包過梁、柱、板及構(gòu)造層自重，鋼筋混凝土容重 25 kN/m 3 ,水泥砂漿容重20 kN/m 3，石灰砂漿容重仃kN/m 3，分項系數(shù) g 1.2?？勺兒奢d，樓面均分布荷載為 7.5 kN/m 3，分項系數(shù) k -1.3。材料選用：混凝土米用C30 ( fc =14.3 N/mm 2，ft =1.43 N/mm

2、2)；鋼筋 主梁、次梁采用HRB335級(f y =300 kN/m 2 )鋼筋，其它均用HPB300級(fy =270 kN/m 3 )鋼筋。主梁沿房屋的橫向布置，次梁沿縱向布置。 主梁的跨度是5.7m,次梁的跨度是4.8m。梁每跨內(nèi)布置兩根次梁。其間距是1.9m。樓蓋的布置如圖1-1 。根據(jù)構(gòu)造要求，板厚取h - 80mm總1900=47.5 mm4040次梁截面高度應(yīng)滿足lh =l4800 打4800=266 400mm1812 1812取h=400mm，截面寬度取為b=200mm。主梁的截面高度應(yīng)滿足lh國：l57005700亠三 380 570mm15101510取截面高度 h=50

3、0mm，截面寬度取為b=250mm。2單向板結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 板的設(shè)計板的計算按塑性分析法計算內(nèi)力。荷載恒荷載標準值：20mm水泥砂漿面層80mm鋼筋混凝土板15mm厚石灰砂漿抹灰0.02m20kN / m 30.4kN / m0.08m x 25kN / m 2.0kN / m 20.015m 17 kN / m0.255kN / m活荷載標準值 橫荷載設(shè)計值 活荷載設(shè)計值 合計gk - 2.655kN / m 2 qk 7.5kN / m2g 1.2 2.655 3.186kN / m 2q 1.3 7.5 9.75kN / m 22g q 12.936kN / m120mm，貝U內(nèi)力計算次

4、梁的截面200mm 400mm，板在墻上的支撐長度為板的計算跨度為：邊跨 10 In h 1.90.12 0.20.08 1.72m2 2 2a0.20.12l n 1.9 0.121.74m222l0 1.72m中間跨I。1.9 0.2 1.7m跨度差(1.721.7) /1.7 -1.2 0 0 10 0 0說明可按等跨連續(xù)板計算內(nèi)力取1m寬板作為計算單元，計算簡圖如圖2-1所示12.936kN / m2圖2-1計算簡圖連續(xù)板各截面的彎矩計算見表2-1。表2-1連續(xù)板各截面彎矩計算截面1邊跨跨內(nèi)B離端第二支座2中間跨跨內(nèi)C中間支座彎矩計算系數(shù)=1亠1一丄11111614m計算跨度10lo

5、_1.72ml0 =.72mI。_1.7mIo _1.7m=a+ 2Mm ( g q)lo23.48-3.482.342.672.1.4 截面承載力計算b _1000mm, h 80mm, h 80 20 - 60 mm 。C30 混 凝 土f c=14.3 N/mm 2。HPB300 鋼筋，fy=270kN/m 2，連續(xù)板各截面的配筋計算見表 2-2。表2-2連續(xù)板各截面配筋計算截面位置邊區(qū)板帶（1-2 , 5-6軸線間）中間區(qū)板帶（2-5軸線間）邊跨 跨 內(nèi)離端第支座離 端 第支跨 跨 內(nèi)、中 間 跨 跨內(nèi)中間 支 座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨 內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M ( kN/m

6、 2 )3.48-3.482.34-2.673.48-3.4(O 00 o00II、曲0.8 綸2.67)=-2.14at 二一Ms1 f cbho20.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.041亡二 _ J _ J | 1V12 s0.00.00.00.00.0690.0690.0370.042.f b h69694654j1 b1d A幾應(yīng) C5 c 0A 一汙-“八s -f y219219146172219219118134選配鋼筋妙66$ 60 6 6/8 6/8e 620/8/8 (19 2161701700妙 620017017000實配鋼筋228

7、228149177228228141141面積支座截面的受壓區(qū)高度系數(shù)均小于0.35，滿足彎矩調(diào)幅的要求；min (0.2%, 45 ft / f y )max45 ft / f y 45 1.43 / 270 100% 0.238%所以， A =P bh =0.238% 1000 x 80= 190.4mm2s,minmin板的裂縫驗算裂縫寬度驗算屬于正常使用極限狀態(tài)，采用荷載的標準組合。按彈性方法計算截面彎矩，考慮可變荷載的最不利布置，有M k g gk l02 qqkl 02 式中g(shù)k折 算永久荷載標準值，I*MVgk gk / q2k2 . 6 5 57k . N 5 m/26.405

8、/qk折算可變荷載標準值，qkqk / 2 =7.5 / 2 - 3.75kN / mg五跨連續(xù)板滿布荷載下相應(yīng)截面的彎矩系數(shù)，按有關(guān)表格查的；按有關(guān)表ttq 五跨連續(xù)板最不利荷載布置下相應(yīng)的彎矩系數(shù),格查的。由荷載標準組合產(chǎn)生的跨中和支座彎矩：M k 三 （0.078 6.40鞘 0.仔3） 1.720 2 kN / m 童2.32 kN / mM2Bk (0.1056.4050.1193) 1.7202 kN / m 3.05kN / mM 2 k - (0.033 6.405 0.079 3) 1.7 2 kN / m - 1.30kN / mM ck -(0.079 6.405 0.1

9、11 3) 1.72 kN / m 2.42 kN / mM23k (0.0466.4050.0853) 1.72 kN / m 1.59kN / m受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù)cr 1.9，光面鋼筋的相對粘結(jié)特征系數(shù)弩“7， C30混凝土抗拉強度標準值ftk 2.01N / mm 2 ;保護層厚度c=15mm20mm,取c=20mm，計算過程見表2-3，裂縫寬度均小于一類環(huán)境規(guī)范規(guī)定值。表2-3板的裂縫寬度驗算截面1B2c3M k2.32-3.051.30-2.421.592As / mm228228149149149sq = M k / 0.87h0 As( N / mm2 )202.9266.

10、8仃0.6317.5208.6p _te As / Ate0.010.010.010.010.01一 1.1P65 f tk / te sq0.4560.6100.3340.6890.474deq - d / v (mm)11.4311.438.578.578.57icr(1=9es+0.08 pTq ) (mmte129.44129.44106.56106.56106.56)Wmax = cr Vlcr sq / Es (|l)0.1080.1910.0550.2100.095注:te 0.01 ,取.te =0.01板的撓度驗算截面的短期剛度由下式確定:Es Asho21.15o.26ot

11、 e P 1 3.5 f34J式中， e Es / Ec 210 10/3 107，矩形截面 f - 0，各截面的短周期剛度如下表所示截面1b2C32As / mm219219146146146V0.4560.6100.3340.6890.474P =As/bh00.00370.00370.00240.00240.0024Bs /1011 Nmm1.8821.5671.6121.0101.305由上表可見，Bb與B1很接近，滿足0.5 B1 Bb2 B1 ,按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范可取整跨剛度B1為計算撓度， 這樣的簡化使撓度計算大為方便。長期剛度按下式確定BM_k BsM q (1) M k23

12、2於 1.882 10 11= 8.64 勺0 10 Nmm2.725 2 12.32其中， M 1q -(0.078gk 0.1qk )l02 (0.078 7.965 0.1 3) 1.722 = 2.725kNi冊1Vq qk 廠 2.655(0.87.5) 一 7.965kN / m21 q 1qk_ ufq k_ Q8 7.5 3kN / m2 2第一跨撓度最大，對于等跨連續(xù)板可只驗算該跨撓度。永 久荷載gk滿布，可變荷載qk在1，3，5跨布置，又相應(yīng)表格查的相應(yīng)的撓度系數(shù)分別是0.644 10 2和0.97310 2，于是撓度：0.644 10 2 gkl 40.973 10 2

13、qk l 4f BB0.644 10 2 2.655 1720 40.973 10 27.5 1720 4 =8.45mm |4.675m取 0=4.675中間跨l0.isivkIn 4.8m0.25m4.55 m跨度差(46754.55)/4.552.7 0 o 10 0 0 ,說明可按等跨連續(xù)梁計算內(nèi)力。計算簡圖如圖 2-2所示。2g q 26.67kN / m圖2-2計算簡圖連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計算分別見表2-4、表2-5表2-4連續(xù)次梁彎矩計算截面1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩計算系數(shù)m11111116114計算跨度10lo 4.675ml 0 4.675m10

14、 4.55m10 - 4.55m=0( + 2Mm ( g q)lo53.00-53.0034.5139.44表2-5連續(xù)次梁剪力計算截面A邊支座B （左）離端第二支座B （右）離端第二支座C中間支座剪力計算系數(shù)Qv0.450.60.550.55凈跨度l ni 0 =4.675i 0 =4.6751。=4.551。=4.55VR g qjln254.6774.8166.7466.74224正截面承載力計算截面計算，翼緣寬度取bf正截面承載力計算時，支座按矩形截面計算，跨中按cl= 1 4800=1600mm， 又3+ 1 7 0 =0 m mb = 1600mm25mm，單排鋼筋53.00kN

15、 mn，故取 f一類環(huán)境，梁的混凝土保護層厚度要求為截面有效高度取ho =365mm。hf80 戸）1.0 14.3 1517 80 （365 一）564.02kN m2判別T型截面類型:1 fcbf hf （h02各跨跨中均屬于第一類T型截面。次梁的正截面承載力過程見表2-6。表2-6次梁正截面受彎承載力計算截面邊跨跨離端第離端第中間支二支座二跨跨座(C)(B)中( 2) 中間跨 跨中(3)彎矩設(shè)計值(kN m )53.0053.0034.51-39.44M%Q1 f cbh020.1600.1600.0910.104-=1弋-2 乂f b h0.1750.1750.0960.110選配w：

16、 1 1OL1 c 匕 0As f y564.21044334.0383鋼筋實際配筋5 * 123鄒223* 124豐12As =565As =1140As =339As =452中( 1)計算結(jié)果表明 均小于0.35 ，符合塑性內(nèi)力重分布的條件A s / (bh) 339 / (200400)0.42% min (0.2%, 45 ft / f y ) max 45 ft / f y 451.43/ 300 0.22%，滿足最小配筋率的要求。斜截面受剪承載力計算計算內(nèi)容包括：截面尺寸復核、腹筋計算和最小配筋率驗算。(1)驗算截面尺寸hw h0 hf 365 80 265mm, h w / b

17、 265/ 2001.2 4，截面尺寸按下式驗算：0.25 c fcbho 一0.25 1.0 14.3 250 365 一 362.20kNVmax_ 74.81kN截面尺寸滿足要求。(2)計算所需腹筋采用6雙箍，計算支座B左側(cè)截面，Vbi _ 72.89kN。由斜截面受剪承載力計算公式確定箍筋間距S：0 5725.70mm1.0 fyv Asvho1.0 270 100.48 365S Vcs 0.7 f bh074810 0.7 1.43 200 365調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%。先調(diào)幅整箍筋間距，s .8 5725.7 4580.56mm ，大于箍筋

18、最大間距200mm，最后取s=200mm。(3 )驗算最小配箍率彎矩調(diào)幅時要求C的配箍率下限為0 f. f3 = / 0 = . 3 X T3.43/2 7 01.5810tyv，實際配箍率0- sv 一 Asv / (bs) 一 100.48 / (200 - 250) 一2.5010曠，滿足最小配箍率的要求。2.2.6 次梁的裂縫寬度驗算次梁的折算永久荷載gk_ 6.808 14.23 / 4 10.37kN m/ ；折算可變41 0. k6N7 m/。變形鋼筋的相對粘度特征系 數(shù)1.0，混凝土的保護層厚度c=25mm荷載標準值下彈性分析的荷載彎矩系數(shù)1.9，裂縫寬度的計算過程見表 2-7

19、，各截面的裂縫寬度均滿足要求。表2-7次梁的裂縫寬度驗算截面1B2C3M k41.00-51.524.54-41.428.65582As / mm565565339402339Gsq _M k / 0.87h 0 As( N / mm 2 )245.3308.4227.9324.9266.1256440.0140.0140.0100.0100.010口ewAs / Ate11010甲= 1.1-0.65 f tk / 盟 sq0.7220.7990.6290.7020.609d = v/ 1212121212eq d / (mm)lcr(1.9c s+0.08 牛)(mm115.5115.51

20、42.5te143.5143.5)994w皿塑1 0/、maxcr cr sq / Es (mm)0.2080.264 |0.1950.2760.221由荷載標準組合產(chǎn)生的跨中和支座彎矩:ii+ MiOM k -(0.078 10.37 0.1 10.67) 4.6752 kN / m 41.00kN / mM齊=Bk(0.10510.370.11910.67)4.675 2 kN / m51.55kN / mM性A.|*X2 k(0.03310.370.07910.67)4.550 2 kN / m24.54kN / mM ck -(0.07910.370.11110.67)4.550 2

21、kN / m 41.48kN / mM3k(0.04610.370.08510.67)4.550 2 kN / m28.65kN / m次梁的撓度驗算按等剛度跨度連續(xù)梁計算邊跨跨中撓度。短期剛度：2N mm= 2.0 105 565 冷3652 M x 13Bs6 e6 7.148.3 10-3 N mm 1.145 101.150.2賦1 3.5 f 1.15 0.772+0.2+1 3.51.675其中，爲寧As / bho 565 / (200 365)8.3 10 3；54CtE =Es / Ec = 2.0 X 105 2.8： 10 = 7.14 ；(bfb)hfbh0(1600

22、200) 801.647。200365長期剛度:B =MkBs =41W魏 1.145: 10 13= 9.267 胃0 13 Nmm 2其中，M q (1) M k35.12(2 1)41.00M 1q (0.0789.654 - 0.1 8.538) 4.675 235.12kN mgk =gk +斗 W qqk ) - 6.808+TX 0.8 14.23 =9.654kN / m44qqk k3 q k -30.8 14.238.538kN / m44撓度系數(shù)與板相同，撓度:0.64410 2 gk l 4 0.973 10 2 qkl 4BB0.64410 26.808 46754+

23、9.26710120.973 10 214.23129.26710124675 4l=9.737mm - 23.375mm2002.3主梁的設(shè)計2.3.1主梁計算主梁按彈性理論設(shè)計。荷載為簡化計算，將主梁自重及梁側(cè)抹灰重量等效為集中荷載。荷載設(shè)計值：由次梁傳來 8.174.8=39.22 kN主梁自重1.20.25( 0.65-0.08)1.917 2=8.13 kN梁側(cè)抹灰1.20.015( 0.65-0.08)1.917 2=0.67 kNG=48.02 kN活荷載設(shè)計值：由次梁傳來Q=18.5 4.8=88.8 kNG+Q=136.82 kN2.3.3 計算簡圖主梁端部支承在磚墻上,支承

24、長度為 370mm ;中間支承在柱350mm*350mm ;墻、柱為主梁的鉸支上，鋼筋混凝土柱截面為圖2-3計算數(shù)計算跨度：邊跨 ln 一5.7 0.125.405m2b0.35l0 1.025l n -=1.025 豹540522a b0.370.35l0 -1 n5.405V2 222取最小值1。口5.715m中間跨：ln5.70.355.35ml0 -l n b 5.350.35 -5.7m5.715m5.765m跨度差(5.715-5.7 )15.7=0.26%10%，則可以按等跨連續(xù)梁計算。主梁的計算簡圖見圖2-3 。內(nèi)力計算及包絡(luò)圖內(nèi)力計算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)進行計算，跨中和

25、支座截面最大彎矩及剪力按下式計算:M kiGI o k2 QlVk1G k2Q不同截面下的彎矩及剪力的計算見表2-8、表 2-9 。表2-8主梁彎矩計算項次荷載簡圖M iM aM BkM 2r 、- - 1-kM bM c1 iuSO.丿 IL畠X0.2440.155-0.2670.0670.067-0.2671-66 9642 54-73 27 18 38 丄18 38-73 27IT.T YJJ. JJ1 厶 VI11 J. OU !-0.1331 O .$呷|0.2890.2440.1330.1330.13367.31146.67123.8367.4167.3167.41* $4SBS*

26、-2-1JsT_X1呂 1 _ 卅-0.2000.0440.0890.1330.2000.133101.23 |22.3245.1767.41101.23167.41節(jié)*七YIT屋T7j0.3110.2290.1260.0960.1700.089A)r157.64116.2263.9448.5986.05-45.11rd tiBB -1 T0.089 / :30.3110 0590 0890 170 09615.06P 157.64)29.9445.1186.0548.59213.166.-140.-48.-48.9-140+基633768933.68本44.6-2.6-140.119.119

27、.6-140+不4368611.68利183.106.-230.66.9104.4-118+內(nèi)18489173.38力-118.104.-230 + 51.912.666.973843.91表2-9主梁剪力值計算序kkk號計算簡圖VVbiVBr111丄i *甘*亠0 733 1 2671.00035.20-60.8448.021 _ i 申 d -0 8661 1340Ej 賞 j76.90一 100.700i if *0.689-1.3111.222 L a J s .fc J昭61.18-116.42108.51f fi i-0.089-0.0890.788j/k :1iTfe- .X1一

28、 7.90一 7.9069.97最+112.1-161.548.02不4利+96.38-177.2156.53內(nèi)6力+27.3-68.74117.992.3.5 主梁正截面受彎承載力計算跨內(nèi)按T形截面計算，其翼緣寬度為：1 1bf 3 Io 35700 1900mm b s n 4800 mmb + 12hf =250 F2 8 4210mm取 bf =1210mm，取 h0500 60 440mm。判別T形截面類型：hf瑕 1 fcbf hf (h0 亠亠 冃)1.0 14.3 1210 80 (440 - 80 )2 2553.69kN m 212.67kN m故屬于第一類 T形截面。MM

29、 b max V0 b 匸宀 230.91 (88.8 48.02)_052 2= 203.55kN |m主梁正截面承載力的計算截面1B2彎矩設(shè)計值（kN im）213.63-203.55119.61-48.93Gs = M / 01 f cbh02 ( mm 2 )0.0640.2940.0320.0631皤1js =_ (1*2 s020.96690.82000.98370.96741._ M1As _彳f y s h0F1673.81880.5871.6362.6選配鋼筋尹206卜203 20220實配鋼筋面積18841884942628(mm2)主梁斜截面受剪承載力的計算(1)驗算截面

30、尺寸hw ho hf 440 80 360mm, h w / b 360 / 3001.24，截面尺寸按下式驗算：0.25 c fcbh0 0.25 1.0 14.3 250 440 戸 437.93kNVmad77.26kN截面尺寸滿足要求。(2)計算所需腹筋采用6150雙箍Vcs 0.7 ft bh0 1.0 f yv h00.7 1.43 250 440 1.0270 440 100.48 /150 189.69kNs=0.24 ft / f yv 0.24 1.43/ 2701.27 10 3，滿足要求。2.3.7主梁裂縫寬度驗算受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù) cr 1.9，變形鋼筋的相對粘結(jié)特征系數(shù) M.0，C30混凝土抗拉強度標準值f tk 2.01N/ mm2 ;保護層厚度c=25mm。主梁各截面的裂縫寬度驗算過程見表2-10，各截面的裂縫寬度均滿足要求。表中B支座邊緣彎矩標準值: